基于液态金属液固相转换原理，Yi等［15］提出了一种全新概念的低熔点液态合金骨水泥，能以可逆方式实现快速成型，便于及时加固和修复受损骨骼，这种可注射型金属骨骼技术（图15.22）打破了传统非金属骨水泥的范畴，在应用方式上较为灵活。
迄今，医学界发展出的骨水泥全部为非金属类材料，主要包括丙烯酸和磷酸钙两大类，通常由粉末和液体两相物质组成，使用前需预先混合，通过化学反应实现固化。以丙烯酸骨水泥为例，其聚合反应放出的高热量会对周围骨组织造成损伤，而未反应的单体一旦释放到体内，会导致组织出现化学坏死。此外，传统材料因自身并不具备放射显影性，往往需要添加硫酸钡类造影剂来提升图像对比度。
图15.22 低熔点合金骨水泥的可塑性和流动性特点［15］(www.xing528.com)
在多年研究中，Yi等［15］注意到，电子工业上常采用某些合金作为焊料来连接母材和焊件，这与骨水泥充填于假体和骨腔之间的功能相似，而更低一些熔点的合金材料在有关属性上与骨水泥的要求相匹配，于是创造性地将这种材料引入到骨修复领域。经过近1年半左右时间的系统研究和持续测评，研究小组揭示了选定低熔点金属骨骼材料的力学性质、热学性质、腐蚀性质、生物相容性及放射显影等诸多特性，初步证实了这一技术在应用上的巨大潜力和综合优势。比如，金属骨水泥免去了传统材料需要预混以完成化学反应的繁琐过程，而其低熔点特性避免了对周围骨组织的热损伤；操作方面，液态金属由于流动性好，采用医用注射器即可完成骨腔灌注，并能快速固化（图15.22）；而且，合金骨水泥在体内甚至是骨内具有优异的放射显影性（图15.23），便于术中、术后监控。值得指出的是，临床上的骨水泥在使用多年后会发生一定比例的翻修率，翻修过程涉及器械多，对医生技能要求较高，且翻修手术会对患处残留骨造成再次损伤；合金骨水泥的固液相灵活转换特点在此方面发挥了优势，使翻修过程仅通过加热、吸出即能实现可逆操作。此外，虽然金属假体在临床上应用已有数十年，但由于传统金属材料熔点极高，只能在体外加工后植入，类似于科幻影片《金刚狼》中那样的可注射型液态金属骨骼的提出打破了这一限制，实现了原位固化模式的适形修复；而基于这种合金的导电性，还可将其用于某些骨组织的电刺激生长和病灶治疗。这些独特性质表明，综合了金属及非金属材料优势的液态金属骨水泥，有望成为一种重要的生物医用骨科材料。
图15.23 液态合金骨水泥填充于猪骨（a，b）和小鼠皮下的X射线影像（c）［15］
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